CH389516A - Einrichtung zur Reinigung von Flüssigkeiten und Verfahren zum Betrieb dieser Einrichtung - Google Patents

Description

  Einrichtung zur Reinigung von Flüssigkeiten und Verfahren  zum Betrieb dieser     Einrichtung       Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung  zur Reinigung von Flüssigkeiten durch Belüftung und       Umwälzung    in einem Becken.  



  Bei der Reinigung von Flüssigkeiten, beispiels  weise bei der Eisenfreimachung von Wasser oder bei  der Klärung von Abwässern, spielt die Belüftung und  Umwälzung der Flüssigkeit bzw. des zu klärenden  Wassers eine ausschlaggebende Rolle. Bei den be  kannten Einrichtungen sind für Belüftung und Um  wälzung meist eigene maschinelle Einrichtungen er  forderlich, welche für die Belüftung Gebläse- oder       Zerstäubungsanlagen,    für die Umwälzung Rührwerke       usf.    aufweisen.  



  Es wurde     auch    bereits vorgeschlagen, Wasser  durch Düsen in feinverteilten Strahlen unter die Ober  fläche des in einem Becken befindlichen, zu reinigen  den Wassers einzuschiessen. Diese feinverteilten Was  serstrahlen reissen bei ihrem Weg durch die Luft  beträchtliche Luftmengen unter die Wasseroberfläche  mit, wodurch eine Belüftung des Beckeninhaltes er  folgt. Durch entsprechende Formgebung des Beckens  kann unter Ausnützung der Energie der feinen Was  serstrahlen ausserdem eine Umwälzung des Becken  inhaltes in beschränktem Ausmass erzielt werden.

    Nachteilig ist     jedoch        hiebei,    dass die mitgerissene Luft  nicht bis auf den Beckengrund gelangt, sondern     ver-          hältnismässig    rasch wieder zur Oberfläche aufsteigt,  so dass die Kontaktzeit zwischen der eingeschossenen  Luft und dem Wasser     verhältnismässig    kurz ist. Die  Kontaktzeit spielt jedoch bei der Wasserreinigung  eine     ausschlaggebende    Rolle. Ferner ist es sehr wich  tig, dass der Beckeninhalt möglichst gleichmässig  belüftet wird. Die Belüftung ist um so wirksamer, je  länger die Berührungszeit zwischen den Luftblasen  und dem zu reinigenden Wasser ist.

   Es konnten daher  mit der bekannten Einrichtung einerseits wegen der    unvollkommenen Belüftung und anderseits wegen der       unvollkommenen    Umwälzung des Wassers keine be  friedigenden Resultate, erzielt werden.  



  Die Erfindung bezweckt, diese     Nachteile    zu be  seitigen und die     Erfindung    besteht darin, dass eine       Flüssigkeitsstrahlpumpe    vorgesehen ist, deren Strahl  düse oberhalb und deren Fangdüse unterhalb des  Niveaus der zu reinigenden Flüssigkeit angeordnet ist.  Durch die Ausbildung der Belüftungseinrichtung als       Flüssigkeitsstrahlpumpe    und durch die erwähnte  Anordnung von Strahldüse und Fangdüse wird eine  geregelte Belüftung und Umwälzung zur Reinigung  der Flüssigkeit ermöglicht, welche so gelenkt werden  kann, dass alle Bereiche des Beckens von der Um  wälzung und Belüftung erfasst werden, so dass die  reinigende Wirkung sich auf den ganzen Beckeninhalt  erstreckt.

   Durch die Energie der aus der Strahldüse  strömenden Flüssigkeit wird eine für die Belüftung  hinreichende Luftmenge mitgerissen und die Anord  nung der Fangdüse unterhalb des Niveaus der Flüssig  keit bewirkt ein Einsaugen der Flüssigkeit aus dem  oberen Bereich des Beckens in diese Fangdüse und  eine Förderung derselben nach unten, wobei auch  durch diese in die Fangdüse eingesogene Flüssigkeit  weitere Luftmengen mitgerissen werden. Es ist     hiebei          zweckmässig,    an die Fangdüse bis in den unteren  Bereich des Beckens führende Leitflächen     anzuschlies-          sen,    welche z. B. in Form eines Mischrohres und  eines     Diffusors    ausgebildet sein können.

   Auf diese  Weise wird die durch die Fangdüse unter der     Wirkung     der     Flüssigkeitsstrahlpumpe    eingesaugte und mit Luft  vermengte Flüssigkeit bis     in    den unteren Bereich des  Beckens geführt, so dass auch dieser Bereich mit  Sicherheit belüftet und     umgewälzt    wird. Hiebei ist es  leicht möglich, auch das aufsteigende Luft-, Wasser  gemisch so zu lenken, dass ein maximaler Belüftungs-      bzw.     Umwälzungseffekt    erreicht wird.

   Zweckmässig  ist es     hiebei,    an die     Leitflächen    bzw. an den     Diffusor     einen Leitapparat     anzuschliessen,    dessen Austritts  öffnung oder Austrittsöffnungen im     Abstand    vom       Diffusor,    zwischen     Diffusor    und Deckenwandung  münden und die Flüssigkeit vorzugsweise etwa in die  Mitte des Abstandes zwischen     Diffusor    und Decken  wandung leiten.

   Hiebei leitet das aus den Austritts  öffnungen des     Leitapparates    austretende Wasser-,  Luftgemisch eine     Umwälzströmung    der Flüssigkeit im  Becken ein, welche etwa in der Mitte zwischen dem       Diffusor        od.    dgl. und der Beckenwandung aufwärts  gerichtet ist. Diese eingeleitete     Umwälzströmung    wird  noch durch die nach aufwärts steigenden Luftblasen  begünstigt. Es bilden sich auf diese Weise zwei Flüs  sigkeitswalzen aus, von welchen die eine zwischen dem       Diffusor    und der Zone, in welcher die Luftblasen  aufsteigen, liegt, während sich die zweite zwischen  dieser Zone und der     Beckenwandung    befindet.

   Durch  diese doppelte     Umwälzbewegung    gelangen alle Teile  des Beckeninhaltes in Kontakt mit den aufsteigenden       Luftblasen    und werden daher gründlich belüftet. Da  auch das durch Mischrohr, den     Diffusor    und den  Leitapparat strömende Wasser innig mit Luft gemischt  ist, wird eine besondere lange Kontaktzeit zwischen  Luft und Wasser erzielt.  



  Zweckmässig ist die Anordnung so     getroffen,    dass  Strahldüse und Fangdüse     mittig    zum Becken angeord  net sind, wobei die Austrittsöffnung oder     -öffnungen     aus dem Leitapparat ringförmig um die     Strahlachse     herum münden. Dadurch bildet sich die aufwärtsge  richtete Strömung in einer die     Strahlachse    umgebenden  Ringzone aus, in welcher die Luftblasen aufwärts  perlen.

   Im inneren Ringraum zwischen     Diffusor    und  dieser belüfteten Ringzone, sowie im äusseren Ring  raum zwischen dieser belüfteten Ringzone und der  Beckenwandung bilden unter der Wirkung der nach  aufwärts gerichteten Strömung die erwähnten Flüssig  keitswalzen aus, wobei alle Teile des Beckeninhaltes  innerhalb einer     verhältnismässig    kurzen Zeit der  belüfteten Ringzone zugeführt werden, so dass bei  energischer     Umwälzung    der Flüssigkeit eine innige       Belüftung    des gesamten Beckeninhaltes gewährleistet  ist.  



  Am Boden des Beckens kann eine Schlammgrube  mit einem Schlammablass angeordnet sein, zu welcher  der Boden schräg, zweckmässig trichterförmig ver  läuft. Durch den Leitapparat wird die Strömung der  durch die     Flüssigkeitsstrahlpumpe    angesaugten Flüs  sigkeit aus der     Strahlachse    umgelenkt, wobei in der       Strahlachse    unterhalb des Leitapparates die Flüssig  keit in Ruhe ist bzw. am wenigsten in Bewegung steht.  Es ist daher zweckmässig, diese Schlammgrube etwa  in der     Strahlachse,    d. h. in der ruhigsten Zone des  Beckens anzuordnen.  



  Bei Einrichtungen, in welchen die Flüssigkeit  durch     Umwälzung    und Belüftung gereinigt wird, wird  üblicherweise die gereinigte Flüssigkeit über einen  Überlauf an der Deckenwandung abgeführt, wobei die  >     Überlaufkante    das Niveau im Becken stets auf gleicher    Höhe hält. Da nun die gereinigte Flüssigkeit an der  Beckenwandung, d. h. im Bereich der äusseren Flüs  sigkeitswalze, abgeführt wird, ist es zweckmässig, die  Zufuhr der zu reinigenden     Rohflüssigkeit    im Raum  zwischen den     Leitflächen    des     Diffusors    und der Zone  der nach oben gerichteten Strömung, d. h. also im  Bereich der der     Strahlachse    benachbarten Flüssig  keitswalze anzuordnen.

   Dadurch wird erreicht, dass  die Flüssigkeit erst nach Massgabe ihrer fortschreiten  den Reinigung dem Überlauf zugeführt wird, welcher  wieder in ein     Absetzbecken    führen kann, aus welchem  die für den Betrieb der     Flüssigkeitsstrahlpumpe    erfor  derliche Flüssigkeit in     vorgereinigtem    Zustand ent  nommen wird.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren zum Betrieb der  Einrichtung zur Reinigung von Flüssigkeiten ist da  durch gekennzeichnet, dass die     Flüssigkeitsstrahlpum-          pe        vorgereinigte    Flüssigkeit ansaugt und mit einem  Druck von etwa 10 m WS fördert. Es hat sich gezeigt,  dass ein solcher Zuführungsdruck der Treibflüssigkeit  ausreicht, um eine einwandfreie     Umwälzung    und  Belüftung im Becken sicherzustellen. Die Flüssig  keitsstrahlpumpe kann     hiebei    z. B. aus einem hinter  dem Überlauf angeordneten Klär- oder     Absetzbecken     ansaugen.  



  In der Zeichnung ist die erfindungsgemässe Ein  richtung an Hand eines     Ausführungsbeispieles    erläu  tert, welches die Reinigung von Wasser zeigt. Die  Zeichnung stellt einen Vertikalschnitt durch ein     Bek-          ken    dar.  



  Das zu reinigende Wasser befindet sich in einem  Becken 1, in welchem das Niveau 2 durch eine über  laufkante 3 konstant gehalten wird. Das Becken ist  in der Draufsicht kreisrund ausgebildet. In der Mitte  des Beckens ist eine von einer Strahldüse 4 und einer  Fangdüse 5 gebildete     Wasserstrahlpumpe    senkrecht  angeordnet. Die Strahldüse 4     befindet    sich oberhalb  des Wasserniveaus 2 und die Fangdüse 5 befindet sich  unterhalb des Niveaus 2. An die Fangdüse 5 ist ein  Mischrohr 6 und ein     Diffusor    7 angeschlossen, wobei  Mischrohr und     Diffusor    Leitflächen bilden, welche  bis den unteren Bereich des Beckens 1 führen.

   An den       Diffusor    7 ist ein     Leitapparat    8 mit einer ringförmigen       Ausströmöffnung    9 angeschlossen.  



  Das durch die Strahldüse 4 zugeführte Wasser  tritt in die Fangdüse 5 ein. Durch das in die Fangdüse  5     eingespritze    Wasser wird eine     Injektorwirkung    aus  geübt, durch welche Wasser aus dem Becken 1 von  oben in die Fangdüse eingesaugt wird. Durch den aus  der Strahldüse 4 austretenden Wasserstrahl und durch  das aus dem Becken 1 in die Fangdüse mitgerissene  Wasser, und zwar insbesondere durch den aus der  Düse 4 austretenden Strahl wird Luft mitgerissen, so  dass nun durch das Mischrohr 6 und den     Diffusor    7  ein     Wasser-Luftgemisch    unter der Wirkung des aus  der Strahldüse 4 austretenden Strahles nach unten  strömt.

   Im Leitapparat 8 wird diese Strömung umge  lenkt, und das     Wasser-Luftgemisch    tritt aus der ring  förmigen Austrittsöffnung 9 des Leitapparates im  unteren Bereich des Beckens aus.      Hinter der Austrittsöffnung 9 scheidet sich die  Luft aus dem     Wasser-Luftgemisch    in Form von fein  verteilten Luftblasen aus und perlt in einer die Form  eines parabolischen Mantels aufweisenden Ringzone  10 aufwärts, welche sich zwischen dem Mischrohr 6  und dem     Diffusor    7 einerseits und der Beckenwan  dung 11 andererseits erstreckt.  



  Durch diese Ringzone 10 wird nun der Wasser  raum im Becken 1 in zwei Ringräume geteilt, und  zwar in einen inneren     Ringraum    12 und in einen     äus-          seren    Ringraum 13, in welchen sich gesonderte Strö  mungen ausbilden. Im Bereich der Ringzone 10 wird  sich sowohl im inneren Ringraum 12, als auch im  äusseren Ringraum 13 eine aufwärts gerichtete Strö  mung ausbilden, zu welcher im inneren Ringraum im  Bereich des Mischrohres 6 und des     Diffusors    7 eine  Gegenströmung nach unten und im äusseren Ringraum  13, im Bereich der Beckenwandung 11 gleichfalls eine       abwärtsgerichtete    Gegenströmung entsteht.

   Auf diese  Weise werden sich sowohl im inneren als auch im       äusseren    Ringraum Wasserwalzen in der durch die  Pfeile angedeuteten Weise ausbilden, wobei jeder Teil  des Beckeninhaltes im Verlauf der Umwälzung mit  der innig belüfteten Ringzone 10 in Berührung ge  langt.  



  Auf diese Weise werden nun alle Teile des Becken  inhaltes energisch umgewälzt und intensiv belüftet.  Während bei einem     Belüftungsverfahren,    bei welchem  mittels Gebläsen von der Sohle her Luft in das  Reinigungsbecken eingeblasen wird, die Luftblasen  nur kurzfristig in Kontakt mit dem Wasser gelangen,  ergibt sich bei der     erfindungsgemässen    Anordnung  eine wesentlich längere Kontaktzeit zwischen Wasser  und Luft, welche bei einer Tiefe des Beckens von un  gefähr 4 m etwa 25 sec. beträgt. Die Kontaktzeit ist  aber für den reinigenden Effekt der Belüftung aus  schlaggebend.  



  Die schwereren Schlammteilchen sinken nun im  Becken 1 ab. Die Sohle 14 des Beckens 11 ist trichter  förmig gestaltet und weist in der Mitte eine Schlamm  grube 15 mit einem durch ein Ventil 16 verschlossenen  Schlammablass 17 auf. Diese Schlammgrube 15 ist  zentrisch unterhalb des Leitapparates 8 angeordnet  und daher durch den Leitapparat gegen die     Umwälz-          strömung    abgeschirmt, so dass das Absetzen des  Schlammes in dieser beruhigten Zone begünstigt wird.  



  Das auf diese Weise belüftete und bereits von den  schwereren Schlammteilchen befreite Wasser fliesst  über den Überlauf 3 in ein nachgeschaltetes, in der  Zeichnung nicht dargestelltes     Absetzbecken,    in wel  chem sich die infolge der Belüftung ausgeflockten  Schlammteilchen absetzen. Da über diesen Überlauf 3,  d. h. also aus dem Ringraum 13, das bereits vor  gereinigte und belüftete Wasser     abfliessen    soll, muss  das zu reinigende Rohwasser an einer Stelle zugesetzt  werden, von welcher ausgehend es noch der Belüftung  und     Vorreinigung    unterworfen wird, bevor es zum  Überlauf 3 gelangt.

   Die Zufuhr des Rohwassers ist  daher im inneren Ringraum 12 im Bereich des Misch  rohres 6 bzw. des     Diffusors    7 oder in der Nähe der    Fangdüse 5 vorgesehen. Das Triebwasser, welches der  Strahldüse 4 zugeführt wird, wird dem hinter dem  Überlauf 3     angeordneten        Absetzbecken    entnommen, so  dass als Triebwasser bereits     vorgereinigtes    Wasser zur  Verfügung steht. Dieses     vorgereinigte    Triebwasser  wird nun der Strahldüse 4 beispielsweise mit einem  Druck von etwa 10 m WS zugeführt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Einrichtung zur Reinigung von Flüssigkeiten durch Belüftung und Umwälzung in einem Becken, gekennzeichnet durch eine Flüssigkeitsstrahlpumpe, deren Strahldüse oberhalb und deren Fangdüse unter halb des Niveaus der zu reinigenden Flüssigkeit an geordnet ist. Il. Verfahren zum Betrieb einer Einrichtung zur Reinigung von Flüssigkeiten nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsstrahl pumpe vorgereinigte Flüssigkeit ansaugt und mit einem Druck von etwa 10 m WS fördert. UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass an die Fangdüse bis in den unteren Bereich des Beckens führende Leitflächen angeschlossen sind. 2.

   Einrichtung nach Patentanspruch I und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leit- flächen in Form eines Mischrohres und eines Diffusors ausgebildet sind. 3. Einrichtung nach Patentanspruch I und Unter anspruch 2, gekennzeichnet durch einen an den Dif- fusor angeschlossenen Leitapparat, welcher zumindest eine Austrittsöffnung aufweist, welche im Abstand vom Diffusor zwischen diesem und der Beckenwan dung mündet. 4.

   Einrichtung nach Patentanspruch I und Unter anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Leit- apparat die Flüssigkeit in die Mitte des Abstandes zwischen Diffusor und Beckenwandung leitet. 5. Einrichtung nach Patentanspruch I und Unter anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Strahldüse und Fangdüse mittig zum Becken angeordnet sind und die Austrittsöffnungen ringförmig um die Strahlachse herum münden. 6. Einrichtung nach Patentanspruch I und Unter anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aus trittsöffnungen nach aufwärts gerichtet sind. 7.

   Einrichtung nach Patentanspruch I und Unter anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aus trittsöffnungen schräg von der Strahlachse weggerich tet sind. B. Einrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass am Boden des Beckens eine Schlammgrube mit einem Schlammablass angeordnet ist, zu welcher der Boden schräg verläuft. 9. Einrichtung nach Patentanspruch I und Unter anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlammgrube etwa in der Strahlachse angeordnet ist. 10.

   Einrichtung nach Patentanspruch I und Unter- anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden trichterförmig zur Schlammgrube verläuft. 11. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr der zu reinigenden Rohflüssigkeit in den Raum zwischen den Leicht flächen und der aus dem Leitapparat aufsteigenden Flüssigkeit mündet. 12. Verfahren nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsstrahlpumpe vor gereinigte Flüssigkeit aus einem hinter einem Überlauf angeordneten Becken ansaugt.